JP2008039135A

JP2008039135A - 油圧式オートテンショナ

Info

Publication number: JP2008039135A
Application number: JP2006216812A
Authority: JP
Inventors: Tadahisa Tanaka; 唯久田中
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2006-08-09
Filing date: 2006-08-09
Publication date: 2008-02-21

Abstract

【課題】軸方向の長さが短く、また、圧力室から空気が抜けやすい油圧式オートテンショナを提供する。
【解決手段】有底のシリンダ９内に作動油を溜め、フランジ部１０を下端に有するスリーブ１１をシリンダ９内に設け、スリーブ１１内にロッド１３を軸方向に摺動可能に挿入してシリンダ９内を圧力室１４とリザーバ室１５に区画し、ロッド１３とスリーブ１１の摺動面間にリーク隙間２６を形成し、圧力室１４の容積を拡大するリターンスプリング１８を設け、フランジ部１０に圧力室１４とリザーバ室１５を連通させる開口２７を形成し、開口２７に、リザーバ室側から圧力室側への作動油の流れのみを許容するチェックバルブ３０を設け、チェックバルブ３０をロッド１３に対して軸直角方向に重なるように配置し、スリーブ１１の内周の摺動面２３から下方に連なり、スリーブ１１の下端に向かって次第に内径が大きくなるテーパ面２５をスリーブ１１の内周に形成する。
【選択図】図２

Description

この発明は、オルタネータ等の自動車補機を駆動するベルトの張力保持に用いられる油圧式オートテンショナに関する。

自動車の補機、たとえばオルタネータやカーエアコンやウォータポンプなどは、その回転軸がエンジンのクランクシャフトにベルトで連結されており、そのベルトを介してエンジンで駆動される。このベルトの張力を適正範囲に保つために、一般に、支点軸を中心として揺動可能に設けたプーリアームと、そのプーリアームに回転可能に取り付けたテンションプーリと、そのテンションプーリをベルトに押さえ付ける方向にプーリアームを付勢する油圧式オートテンショナとからなる張力調整装置が使用される。

この張力調整装置に組み込まれる油圧式オートテンショナとして、有底のシリンダ内にスリーブを挿入し、そのスリーブ内にプランジャを軸方向に摺動可能に挿入してシリンダ内を圧力室とリザーバ室に区画し、そのプランジャに、プランジャと一体に移動するロッドを設け、そのロッドを圧力室の容積が拡大する方向に付勢するリターンスプリングを設けたものが知られている（特許文献１、２）。この油圧式オートテンショナは、リターンスプリングの付勢力がベルトの張力とつり合う位置までロッドが移動することにより、ベルトの張力変動を吸収し、ベルトの張力を適正範囲に保つ。

また、プランジャとスリーブの摺動面間には、圧力室とリザーバ室を連通させるリーク隙間が形成され、圧力室の容積が縮小する方向にロッドが移動すると、圧力室内の作動油がリーク隙間を通ってリザーバ室に流れる。このとき、リーク隙間を流れる作動油の流量が制限されてダンパ作用が生じるので、ロッドがゆっくりと移動し、ベルトの張力を安定した状態に保つ。

また、プランジャには、圧力室とリザーバ室を連通させる貫通孔が形成され、その貫通孔の圧力室側の開口には、リザーバ室側から圧力室側への作動油の流れのみを許容するチェックバルブが設けられ、圧力室の容積が拡大する方向にロッドが移動すると、チェックバルブを通じてリザーバ室側から圧力室側に作動油が流れる。そのため、圧力室の容積が拡大する方向にロッドが速やかに移動し、ベルトの弛みを迅速に吸収する。
特開平１０−１９０９９号公報特開平１０−３０６８６０号公報

しかし、この油圧式オートテンショナは、プランジャとチェックバルブが軸方向に並んで配置されているので、軸方向の長さが長く、狭いスペースに設置するのが難しかった。

そこで、この発明の発明者は、油圧式オートテンショナの軸方向の長さを短くするために、有底のシリンダ内に作動油を溜め、外向きのフランジ部を下端に有するスリーブを前記シリンダ内に設け、そのスリーブ内にロッドを軸方向に摺動可能に挿入し、そのロッドと前記スリーブとで前記シリンダ内を圧力室とリザーバ室に区画し、前記ロッドと前記スリーブの摺動面間に前記圧力室と前記リザーバ室を連通させる絞り通路を形成し、前記圧力室の容積を拡大する方向に前記ロッドを付勢するリターンスプリングを設け、前記フランジ部に前記圧力室と前記リザーバ室を連通させる開口を形成し、その開口に、リザーバ室側から圧力室側への作動油の流れのみを許容するチェックバルブを設け、そのチェックバルブが前記ロッドに対して軸直角方向に重なるように配置された油圧式オートテンショナを考案した。

この油圧式オートテンショナは、チェックバルブをロッドに対して軸直角方向に重なるように配置したので、チェックバルブをロッドに対して軸方向に並べて配置した場合よりも、チェックバルブとロッドが軸直角方向に重なり合う分、軸方向の長さを短く抑えることができ、狭いスペースにも設置しやすい。

しかし、この油圧式オートテンショナは、圧力室に空気が存在するとロッドから圧力室内の作動油に力が伝わりにくくなり、ダンパ作用が低下する。そのため、オートテンショナの組み立て時に圧力室内の空気を抜く必要があり、オートテンショナの組み立ての作業性の向上が望まれていた。

また、オートテンショナの動作中にリザーバ室内の空気が圧力室内に混入した場合も、オートテンショナのダンパ作用が低下する。そのため、圧力室内に混入した空気が、短時間でリザーバ室に戻るオートテンショナが求められていた。

この発明が解決しようとする課題は、軸方向の長さが短く、また、圧力室から空気が抜けやすい油圧式オートテンショナを提供することである。

上記の課題を解決するために、有底のシリンダ内に作動油を溜め、外向きのフランジ部を下端に有するスリーブを前記シリンダ内に設け、そのスリーブ内にロッドを軸方向に摺動可能に挿入し、そのロッドと前記スリーブとで前記シリンダ内を圧力室とリザーバ室に区画し、前記ロッドと前記スリーブの摺動面間に前記圧力室と前記リザーバ室を連通させる絞り通路を形成し、前記圧力室の容積を拡大する方向に前記ロッドを付勢するリターンスプリングを設け、前記フランジ部に前記圧力室と前記リザーバ室を連通させる開口を形成し、その開口に、リザーバ室側から圧力室側への作動油の流れのみを許容するチェックバルブを設け、そのチェックバルブを前記ロッドに対して軸直角方向に重なるように配置し、前記スリーブの内周の摺動面から下方に連なり、スリーブの下端に向かって次第に内径が大きくなるテーパ面を前記スリーブの内周に形成した構成を油圧式オートテンショナに採用した。

前記チェックバルブは、たとえば、前記フランジ部の圧力室側の面に接離可能に設けたリング状の弁体と、その弁体を前記フランジ部に向けて付勢するバルブスプリングとで構成することができる。

この発明の油圧式オートテンショナは、スリーブの下端に向かって次第に内径が大きくなるテーパ面を、スリーブの内周の摺動面から下方に連ならせて形成したので、圧力室内の空気がテーパ面に沿って摺動面へと導かれ、リーク隙間を通じてリザーバ室に抜けやすい。

図１、図２に、自動車補機を駆動するベルト１の張力調整装置を示す。この張力調整装置は、ベルト１に接触するテンションプーリ２と、テンションプーリ２を回転可能に支持するプーリアーム３とを有し、プーリアーム３は、図２に示すエンジンブロック４に固定した支点軸５に揺動可能に支持されている。

プーリアーム３には、この発明の実施形態に係るオートテンショナ６の一端が連結軸７を中心として回転可能に連結され、オートテンショナ６の他端は、エンジンブロック４に固定した連結軸８に回転可能に連結されている。オートテンショナ６は、プーリアーム３を付勢してテンションプーリ２をベルト１に押さえ付けている。

図２に示すように、油圧式オートテンショナ６は有底のシリンダ９を有し、シリンダ９内に作動油が溜められている。また、シリンダ９内には、外向きのフランジ部１０を下端に有するスリーブ１１が設けられ、フランジ部１０は、シリンダ９の内周に形成されたシリンダ９の底側を小径とする段部１２に載せられている。スリーブ１１内には、ロッド１３が軸方向に摺動可能に挿入され、このロッド１３とスリーブ１１によってシリンダ９内が圧力室１４とリザーバ室１５に区画されている。

ロッド１３の上端には、プーリアーム３に連結される連結片１６が固定されている。連結片１６とフランジ部１０の間には、ロッド１３の外周に嵌め合わされたばね座１７を介してリターンスプリング１８が組み込まれ、リターンスプリング１８は、圧力室１４の容積を拡大する方向にロッド１３を付勢している。

ばね座１７には、シリンダ９の外周と対向する筒状のスカート部１９が設けられている。また、シリンダ９の上部外周には、スカート部１９の内周に接触するＯリング２０が設けられ、このＯリング２０が、シリンダ９内への異物の混入を防止している。

シリンダ９の外周には、Ｏリング２０よりも下側に突起２１が形成され、スカート部１９の内周にも、Ｏリング２０との接触位置よりも下側に、内径側に突出する係止爪２２が形成されている。突起２１は係止爪２２を係止して、スカート部１９がシリンダ９から抜けるのを防止する。

スリーブの内周には、図３に示すように、内径が一定の摺動面２３と、摺動面２３から下方に連なりフランジ部１０の下端面２４に至るテーパ面２５とが形成され、テーパ面２５は、スリーブ１１の下端に向かって次第に内径が大きくなる方向に傾斜している。また、ロッド１３とスリーブ１１の摺動面間には、圧力室１４とリザーバ室１５を連通させるリーク隙間２６が形成されている。リーク隙間２６は微小であり、圧力室１４からリザーバ室１５に流れる作動油の流量を制限する。

スリーブ１１のフランジ部１０には、圧力室１４とリザーバ室１５を連通させる開口２７が、図４に示すように周方向に間隔をおいて形成されている。開口２７には、図３に示すように、フランジ部１０の圧力室１４側の面に接離可能に設けられたリング状の弁体２８と、弁体２８をフランジ部１０に向けて付勢するバルブスプリング２９とからなるチェックバルブ３０が設けられている。チェックバルブ３０は、リザーバ室１５側から圧力室１４側への作動油の流れは許容するが、圧力室１４側からリザーバ室１５側への作動油の流れは禁止する。

チェックバルブ３０は、図３に示すように、弁体２８の内径がロッド１３の外径よりも大きく、軸方向にみてロッド１３と重ならないようになっている。また、バルブスプリング２９は、シリンダ９の内周に圧入される筒部３１と、筒部３１の下端に沿って内径側に折り曲げられた爪部３２とからなり、爪部３２は、図５に示すように、周方向に一定の間隔をおいて複数形成されている。

また、チェックバルブ３０は、図３の２点鎖線に示すように、ロッド１３が圧力室１４の容積を小さくする側のストロークエンドにある状態で、ロッド１３に対して軸直角方向に重なるように配置されている。

つぎに、この油圧式オートテンショナ６の動作例を説明する。

ベルト１の張力が大きくなると、その張力がプーリアーム３、連結片１６を順に介してロッド１３に伝達し、圧力室１４の圧力が高まる。圧力室１４の圧力がリザーバ室１５の圧力よりも高くなると、図３に示すように、圧力室１４内の作動油がリーク隙間２６を通ってリザーバ室１５に流れる。このとき、チェックバルブ３０が閉じているので作動油はフランジ部１０の開口２７を流れない。こうして作動油がリーク隙間２６を流れることによりロッド１３が移動し、ベルト１の張力とリターンスプリング１８の付勢力とがつり合う位置までテンションプーリ２が移動する。このとき、リーク隙間２６を流れる作動油の流量が制限されてダンパ作用が生じるので、テンションプーリ２はゆっくりと移動し、ベルト１を安定した状態に保ちながらその緊張を吸収する。

一方、ベルト１の張力が小さくなると、リターンスプリング１８の付勢力によって圧力室１４の圧力が低くなる。圧力室１４の圧力がリザーバ室１５の圧力よりも低くなるとチェックバルブ３０が開き、図６に示すように、リザーバ室１５内の作動油がフランジ部１０の開口２７を通過して圧力室１４に流れる。この作動油の流れによりロッド１３が移動し、ベルト１の張力とリターンスプリング１８の付勢力とがつり合う位置までテンションプーリ２が移動する。このとき、テンションプーリ２は速やかに移動し、ベルト１の弛みを迅速に吸収する。

この油圧式オートテンショナ６は、ロッド１３が圧力室１４の容積を小さくする側のストロークエンドにある状態でチェックバルブ３０をロッド１３に対して軸直角方向に重なるように配置したので、チェックバルブ３０をロッド１３に対して軸方向に並べて配置したものよりも、チェックバルブ３０とロッド１３が軸直角方向に重なり合う分、軸方向の長さを短く抑えることができ、狭いスペースにも設置しやすい。

また、この油圧式オートテンショナ６は、圧力室１４内に混入した空気がテーパ面２５に沿って摺動面２３へと導かれ、リーク隙間２６を通じてリザーバ室１５に抜けやすい。そのため、オートテンショナ６の組み立て時に圧力室１４内の空気を容易に抜くことができ、オートテンショナ６の組み立ての作業性に優れる。また、オートテンショナ６の動作中にリザーバ室１５内の空気が圧力室１４内に混入してダンパ作用が低下した場合も、混入した空気がリーク隙間２６を通じてリザーバ室１５に戻るので、短時間でダンパ作用が回復する。

上記実施形態では、ロッド１３が圧力室１４の容積を小さくする側のストロークエンドにある状態でのみ、ロッド１３に対して軸直角方向に重なるようにチェックバルブ３０を配置しているが、チェックバルブ３０は、ロッド１３が圧力室１４の容積を小さくする側のストロークエンドから、圧力室１４の容積を大きくする側のストロークエンドに至る過程において、常時、ロッド１３に対して軸直角方向に重なるように配置してもよい。要は、ロッドが圧力室の容積を小さくする側のストロークエンドにある状態で、チェックバルブがロッドに対して軸直角方向に重なればよい。

また、上記実施形態では、周方向に一定の間隔をおいて配置された爪部３２で弁体２８を付勢することにより、バルブスプリング２９の付勢力がより均一に弁体２８に作用するようにしているが、バルブスプリングは他の形式のものを用いてもよく、たとえば、弁体２８の圧力室１４側の面とシリンダ９の底面との間にコイルスプリングを組み込み、そのコイルスプリングで弁体２８をフランジ部１０に向けて付勢するようにしてもよい。

この発明の実施形態の油圧式オートテンショナを組み込んだ張力調整装置を示す正面図図１のII−II線に沿った断面図図２の油圧式オートテンショナのスリーブ近傍の拡大断面図図３のIV−IV線に沿った断面図図３のＶ−Ｖ線に沿った断面図図３のロッドが圧力室の容積を拡大する方向に移動する過程を示す拡大断面図

符号の説明

９シリンダ
１０フランジ部
１１スリーブ
１３ロッド
１４圧力室
１５リザーバ室
２３摺動面
２５テーパ面
２６リーク隙間
２７開口
２８弁体
２９バルブスプリング
３０チェックバルブ

Claims

有底のシリンダ（９）内に作動油を溜め、外向きのフランジ部（１０）を下端に有するスリーブ（１１）を前記シリンダ（９）内に設け、そのスリーブ（１１）内にロッド（１３）を軸方向に摺動可能に挿入し、そのロッド（１３）と前記スリーブ（１１）とで前記シリンダ（９）内を圧力室（１４）とリザーバ室（１５）に区画し、前記ロッド（１３）と前記スリーブ（１１）の摺動面間に前記圧力室（１４）と前記リザーバ室（１５）を連通させる絞り通路（２６）を形成し、前記圧力室（１４）の容積を拡大する方向に前記ロッド（１３）を付勢するリターンスプリング（１８）を設け、前記フランジ部（１０）に前記圧力室（１４）と前記リザーバ室（１５）を連通させる開口（２７）を形成し、その開口（２７）に、リザーバ室（１５）側から圧力室（１４）側への作動油の流れのみを許容するチェックバルブ（３０）を設け、そのチェックバルブ（３０）を前記ロッド（１３）に対して軸直角方向に重なるように配置し、前記スリーブ（１１）の内周の摺動面（２３）から下方に連なり、スリーブ（１１）の下端に向かって次第に内径が大きくなるテーパ面（２５）を前記スリーブ（１１）の内周に形成した油圧式オートテンショナ。
前記チェックバルブ（３０）を、前記フランジ部（１０）の圧力室（１４）側の面に接離可能に設けたリング状の弁体（２８）と、その弁体（２８）を前記フランジ部（１０）に向けて付勢するバルブスプリング（２９）とで構成した請求項１に記載の油圧式オートテンショナ。